海滨雀稗具有很强的耐盐性,是我国目前用于滨海滩涂和盐碱地绿化改良的一种品质优良的草种。但是由于海滨雀稗为暖季型草坪草,因此在长江以北的广大地区容易遭受冷害、冻害,从而造成越冬困难,无法正常生长。培育具有抗寒性海滨雀稗新种质,可以使草种的应用范围向北拓展,在北方沿海地区作为城市绿化和建设滩涂生态环境的优良草种,具有极高的实践意义。
DREB/ CBF转录因子在有花的植物中广泛地被发现,属于AP2 / EREBP家族的转录因子,具有保守AP2 / EREBP结构域(冈室等人,1997; Jaglo等人,2001)。它特异性地结合到DRE / CRT元件,调节在含有DRE / CRT元件启动子的应激反应基因的类型中的表达,增加对各种逆境植物的抗性和适应性。
CBF是参与耐寒性通路的调控是ABA非依赖的途径。在低温下作为ICE蛋白本身结合的活性,ICE蛋白首先由ICE蛋白接收到来自上级传递,然后激活ICE蛋白接收低温度信号,特异性地结合到CBF基因的启动子区,然后CBF开始表达,再耦合到AP2 DNA结合,调控CBF下游基因的表达,提高植物抗冷能力。
CBF基因在冷害过程中起着十分重要的作用。 如果CBF基因缺失,其突变体植株的抗冷能力将会显著下降。反义CBF1和反义CBF3拟南芥抗冷能力下降,经过低温处理后,其比野生型拟南芥的半致死温度高1.5℃,经过低温胁迫后的半致死温度约-8.5℃。CBF基因起着冷过程中起重要作用。在拟南芥CBF的超表达,表现的是抗冻蛋白,防冻物质游离脯氨酸和可溶性糖的积累,并显示出改善拟南芥的抗冻能力。(吕胜男,2011)
许多的研究结果说明,DREB / CBF的超表达是拟南芥对于冷,干旱和高盐胁迫耐受能力的提高(Liu等人,1998; Jaglo等人,1998,2001)。组成型DREB1 / CBF基因的表达,诱导COR基因的表达在不存在冷应激的情况下,可以提高转基因植物的耐寒性。与野生型拟南芥植株和未经冷处理的转基因植物相比,具有超表达CBF3基因的植株体内多种代谢物(可溶性糖和脯氨酸)被累积,且具有高耐寒性(Gilmour等人,2000,2004)。
拟南芥通过超表达CBF4转录因子,下游基因,包括启动子区的CRT / DRE元件,被激活,同时提高了转基因植物的耐寒性和干旱耐受性的表达(哈克等人,2002)。 Hsieh等人(2002)将包括CBF1基因的表达载体转移到番茄。结果表明:T1和T2转基因番茄的耐寒性比野生型更强。伊藤等人(2006)使用OsCBF转化水稻后,发现了脯氨酸和可溶性糖的含量增加,耐寒,耐干旱性和耐盐性的能力提高的转基因水稻植株。Al-Abed等(2007),将拟南芥属基因CBF3引入玉米,提高玉米的耐寒性,同时还具有改善干旱耐受性和耐盐性的能力。草坪草方面,Li 等(2006)将 CBF1/DREB1B 基因导入中华结缕草后,植株抗低温能力增强;贺杰等(2006)通过农杆菌介导将拟南芥CBF1 基因导入中华结缕草中并表现出了一定的抗冷性;吴关庭等(2005)将拟南芥CBF1 基因导入4 个高羊茅品种中,获得的转基因植株耐逆性有所增强。
1.材料与方法
1.1试验材料
转PpCBF海滨雀稗株系2个,由南京农业大学草类逆境生理与分子生物学实验室提供。
1.2转PpCBF海滨雀稗植株的扩繁
2016年10月将2个转PpCBF海滨雀稗株系及野生型植株通过扦插扩繁后,移栽至花盆中,其基质为田园土∶草炭∶砂=1∶1∶1,并混入46 g kg-1有机肥。待植株生长一致后用于后续实验。
1.3试验设计
1)将生长一致的转基因株系与野生型对照植株转入人工气候箱,进行预培养,培养条件为:昼夜温度为25℃/20℃,相对湿度为70%,光照时间为14 h/d,光照度为622 μmol m-2 s-1。 转PpCBF海滨雀稗抗寒性分析 (2):http://www.751com.cn/shengwu/lunwen_19575.html